PŁASKIE I PRÓŻNIOWE KOLEKTORY SŁONECZNE

02/03/2014 - 13:41
Instytut Rozwoju Energii Odnawialnej

Kolektory słoneczne to innowacyjne urządzenia przekształcające energię słońca w energię cieplną. Już tysiące lat temu ludzie używali energii słonecznej do podgrzewania wody, jednakże pierwszy kolektor słoneczny został zbudowany dopiero w 1767 roku przez szwajcarskiego botanika Horace'a de Saussure. W odróżnieniu od baterii słonecznych, których głównym zadaniem jest produkcja energii elektrycznej, kolektory słoneczne są wykorzystywane do ogrzewania wody i budynków.

Obecnie najbardziej rozpowszechnionymi rodzajami kolektorów słonecznych są kolektory płaskie oraz próżniowe. Niezależnie od rodzaju czy modelu kolektora, najważniejszym jego zadaniem jest absorpcja energii słonecznej, która to zostaje następnie przekształcona w energię cieplną. Kolektory są podstawowym i nieodłącznym składnikiem systemów solarnych. Dla zapewnienia prawidłowej pracy całego układu, potrzeby jest właściwy dobór wszystkich elementów instalacji: zasobnika wody, grupy sterowniczo-pompowej, materiałów izolacyjnych, a także co nie mniej ważne, prawidłowy montaż urządzenia. Efektywność pracy układu zależy między innymi od ilości zainstalowanych kolektorów, powierzchni absorpcyjnej, doboru miejsca montażu i sposobu podłączenia instalacji hydraulicznej. W systemach ogrzewania wody, kolektory słoneczne połączone są z zasobnikiem wody spełniającym rolę akumulatora ciepła.

Kolektory płaskie charakteryzują się prostotą i niezawodnością konstrukcji. Średni okres pracy urządzeń wynosi około 20 lat. Znamienita większość producentów kolektorów płaskich wykorzystuje podobną technologię i stosuje podobną konstrukcję projektu układu. Kolektory zbudowane są zazwyczaj z:

- lekkiej obudowy
- przeźroczystej izolacji (wykonanej ze szkła solarnego, przepuszczającego światło słoneczne)
- miedzianego absorbera
- elementów mocowania i izolacji

Obudowy kolektorów mają zwykle kształt ramy, wykonanej najczęściej z aluminium. Tylna ścianka, w celu zmniejszenia wagi samego panelu, produkowana jest z lekkiego metalu lub plastiku. Umieszczone w ramie liczne żeberka, nadają konstrukcji sztywność. Przednia ścianka wykonana ze specjalnego szkła solarnego, przepuszcza światło i energię słoneczną. Szkło solarne charakteryzuje się małą zawartością żelaza. Im mniejszą zawartość żelaza zastosuje producent podczas wytwarzania szkła solarnego, tym większą uzyska przepuszczalność podczerwieni w widmie słonecznym, a tym samym większą efektywność samego kolektora. Część energii słonecznej zostaje utracona w rezultacie odbicia części światła od powierzchni szkła solarnego oraz pochłonięcia części energii przez materiał panelu. Sprawność kolektorów kształtuje się na poziomie około 50 %. Montaż kolektorów płaskich zaleca się głównie w rejonach charakteryzujących się łagodnym klimatem i cieplejszymi zimami.

Kolektory próżniowe zbudowane są rur wypełnionych jak sama nazwa wskazuje próżnią. W środku każdej rurki umieszczony jest absorber odpowiedzialny za pochłanianie energii słonecznej. Rolę izolatora spełnia próżnia, która jak wiemy z lekcji fizyki, nie przewodzi ciepła. Tym samym straty energii zostają zmniejszone praktycznie do zera. Konstrukcja kolektora pozwala na uzyskanie wysokiej efektywności nawet w warunkach rozproszonego światła słonecznego (np. w czasie dni pochmurnych) oraz w warunkach niskich temperatur powietrza. Badania pokazują, że kolektory próżniowe utrzymują średniorocznie o 30-40% wyższą sprawność w porównaniu z innymi rodzajami kolektorów.

Odpowiednia konstrukcja kolektorów próżniowych umożliwia padanie promieni słonecznych na absorber pod kontem prostym. Zmniejsza to ilość odbitego światła i zwiększa uzysk energii. Nawet podczas pochmurnych i deszczowych dni, układ zapewnia ogrzewanie i rozprowadzenie ciepłej wody w budynku. Rury wykonane są z trwałego i bezpiecznego szkła odpornego na grad, nawet o znacznej średnicy. Konstrukcja układu umożliwia swobodny spadek śniegu i deszczu pomiędzy rurowymi elementami kolektora, dlatego też, urządzenia te z powodzeniem montowane są w rejonach o zwiększonej ilości opadów i silniejszych wiatrach. Mechaniczne uszkodzenie jednej z rur nie wstrzymuje pracy układu. Specjalny system połączeń na sucho zapewnia bezpieczeństwo pracy i ułatwia serwis urządzenia. Wysoka niezawodność i trwałość instalacji zapewniają darmowe ciepło i ciepłą wodę przez wiele lat użytkowania.

PRODUKTY
  • BREGUS ARI
  • BREGUS NOMARA
  • BREGUS MEERA
  • BREGUS KELEA
  • Bregus M5-72 Monokrystaliczny moduł PV 72 cells, 195-215 W
  • Bregus M5-96 Monokrystaliczny moduł 96 cells, 250-275 W

Ludzie zawsze starają się znaleźć nowe źródła energii odnawialnej, więc nie jest zaskoczeniem, że są szczególnie zainteresowani wodą i jej wszechstronnością. W związku z tym wiele wysiłków zmierzało do pozyskiwania energii z potoku i energii falowej, które są określone jako okrągłe ruchy cząsteczek wody spowodowane przez wiatr, które przemieszczają powierzchnię wody przez tarcie.